KR20130111530A

KR20130111530A - 성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스

Info

Publication number: KR20130111530A
Application number: KR1020137004150A
Authority: KR
Inventors: 와타루 이와야; 다케시 곤도
Original assignee: 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-10-10
Also published as: EP2607412A4; EP2607412A1; JP5750441B2; US20130202899A1; WO2012023389A1; KR101825930B1; JPWO2012023389A1; TW201221668A; TWI535871B; US9556513B2; CN103249767A; CN103249767B

Abstract

본 발명은 가스 배리어층을 갖는 성형체로서, 그 가스 배리어층이 적어도 탄소 원자, 산소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 구성되어 이루어지는 표층부를 갖고, 그 표층부에서의, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하인 성형체, 이 성형체의 제조 방법, 상기 성형체로 이루어지는 전자 디바이스용 부재, 이 부재를 구비하는 전자 디바이스이다. 본 발명의 성형체는 우수한 가스 배리어성, 투명성, 및 내절곡성을 갖는다. 본 발명의 성형체의 제조 방법에 의하면, 상기 성형체를 1 공정에서 안전하게 간편히 제조할 수 있다. 본 발명의 전자 디바이스용 부재는 디스플레이, 태양 전지 등의 전자 디바이스에 바람직하게 사용할 수 있다.

Description

성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스 {MOLDING, PRODUCTION METHOD THEREFOR, PART FOR ELECTRONIC DEVICES AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 성형체, 그 제조 방법, 이 성형체로 이루어지는 전자 디바이스용 부재, 및 이 전자 디바이스용 부재를 구비하는 전자 디바이스에 관한 것이다.

종래, 플라스틱 필름 등의 고분자 성형체는 저가격이고 가공성이 우수하므로, 원하는 기능을 부여하여 여러 가지 분야에서 사용되고 있다.

예를 들어, 식품이나 의약품의 포장용 필름에는, 단백질이나 유지 등의 산화나 변질을 억제하여 맛이나 선도를 유지하기 위해, 수증기나 산소의 투과를 막는 가스 배리어성 플라스틱 필름이 사용되고 있다.

또한, 최근, 액정 디스플레이나 일렉트로 루미네선스 (EL) 디스플레이 등의 디스플레이에는, 박형화, 경량화, 플렉시블화 등을 실현하기 위해, 전극을 갖는 기판으로서, 유리판 대신에 투명 플라스틱 필름을 사용하는 것이 검토되고 있다. 그러나, 플라스틱 필름은 유리판에 비해 수증기나 산소 등을 투과하기 쉬워, 디스플레이 내부의 소자의 열화를 일으키기 쉽다는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 1 에는, 투명 플라스틱 필름에 금속 산화물로 이루어지는 투명 가스 배리어층을 적층한 플렉시블 디스플레이 기판이 제안되어 있다.

그러나, 이 문헌에 기재된 플렉시블 디스플레이 기판은, 투명 플라스틱 필름 표면에, 증착법, 이온 플레이팅법, 스퍼터법 등에 의해, 금속 산화물로 이루어지는 투명 가스 배리어층을 적층한 것이기 때문에, 그 기판을 둥굴게 하거나 절곡하거나 하면, 가스 배리어층에 크랙이 발생하여 가스 배리어성이 저하된다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 2 에는, 플라스틱 필름과, 그 플라스틱 필름의 적어도 일방의 면에, 폴리오르가노실세스퀴옥산을 주성분으로 하는 수지층을 적층하여 이루어지는 가스 배리어성 적층체가 개시되어 있다.

그러나, 산소, 수증기 등의 가스 배리어성을 얻기 위해서는, 추가로 무기 화합물층을 적층할 필요가 있기 때문에, 공정이 번잡하거나 비용이 들거나, 독성을 갖는 가스를 사용할 위험성이 있는 것 등의 문제가 있었다.

특허문헌 3 에는, 필름의 적어도 일방의 면에 폴리실라잔막을 형성하고, 그 폴리실라잔막에 플라즈마 처리를 실시하여 가스 배리어성 필름을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이 방법에서는, 가스 배리어층의 두께를 마이크론 오더로 하지 않으면 충분한 가스 배리어 성능을 발휘할 수 없다는 문제가 있었다. 예를 들어, 가스 배리어층의 두께를 0.1 ㎛ 로 하면, 수증기 투과율은 0.50 g/㎡/day 였다고 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 4 에는, 폴리실라잔막에 아크릴계 수지를 혼합한 막이 제안되어 있는데, 충분한 가스 배리어성을 갖는 것은 아니다.

일본 공개특허공보 2000-338901호 일본 공개특허공보 2006-123307호 일본 공개특허공보 2007-237588호 일본 공개특허공보 평7-292321호

본 발명은 상기한 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 가스 배리어성, 투명성 및 내절곡성이 우수한 성형체, 그 제조 방법, 이 성형체로 이루어지는 전자 디바이스용 부재, 및 이 전자 디바이스용 부재를 구비하는 전자 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 가스 배리어층을 갖는 성형체에 있어서, 상기 가스 배리어층이 적어도 탄소 원자, 산소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 구성되어 이루어지는 표층부를 갖고, 그 표층부에서의, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하인 성형체는 우수한 가스 배리어성, 투명성 및 내절곡성을 갖는 것을 알아냈다. 또한, 이러한 성형체는, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층을 표면부에 갖는 성형물의, 상기 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층에, 이온을 주입함으로써, 간편하고 또한 효율적으로 제조할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이렇게 하여 본 발명의 제 1 에 의하면, 하기 (1) ∼ (7) 의 성형체가 제공된다.

(1) 가스 배리어층을 갖는 성형체로서, 그 가스 배리어층이 적어도 탄소 원자, 산소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 구성되어 이루어지는 표층부를 갖고, 그 표층부에서의, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하인 것을 특징으로 하는 성형체.

(2) 상기 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층이고, 40 ℃, 상대 습도 90 % 분위기하에서의 수증기 투과율이 1 g/㎡/day 이하인 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 성형체.

(3) 아크릴계 수지의 함유량이, 폴리실라잔 화합물 및 아크릴계 수지의 합계량에 대하여, 0.1 질량% 이상 70 질량% 이하인 (2) 에 기재된 성형체.

(4) 상기 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층에 이온이 주입되어 얻어지는 층을 갖는 것을 특징으로 하는 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 성형체.

(5) 상기 이온이 수소, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논, 크립톤, 규소 화합물 및 탄화수소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스가 이온화된 것을 특징으로 하는 (4) 에 기재된 성형체.

(6) 상기 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층에, 플라즈마 이온 주입법에 의해 이온이 주입되어 얻어지는 층을 갖는 것을 특징으로 하는 (4) 또는 (5) 에 기재된 성형체.

(7) 상기 폴리실라잔 화합물이 퍼하이드로폴리실라잔인 것을 특징으로 하는 (2) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 성형체.

본 발명의 제 2 에 의하면, 하기 (8) ∼ (11) 의 성형체의 제조 방법이 제공된다.

(8) 상기 (2) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 성형체를 제조하는 방법으로서, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층을 표면부에 갖는 성형물의, 상기 폴리실라잔계 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층의 표면부에, 이온을 주입하는 공정을 갖는 성형체의 제조 방법.

(9) 폴리실라잔계 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층을 표면부에 갖는 성형물의, 상기 폴리실라잔계 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층의 표면부에, 수소, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 크세논, 네온, 크립톤, 규소 화합물 및 탄화수소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스의 이온을 주입하는 공정을 갖는 (8) 에 기재된 성형체의 제조 방법.

(10) 상기 이온을 주입하는 공정이 플라즈마 이온 주입법에 의해 이온을 주입하는 공정인 것을 특징으로 하는 (8) 또는 (9) 에 기재된 성형체의 제조 방법.

(11) 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층을 표면부에 갖는 장척상의 성형물을, 일정 방향으로 반송하면서, 상기 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층에, 이온을 주입하는 것을 특징으로 하는 (2) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 성형체의 제조 방법.

본 발명의 제 3 에 의하면, 하기 (12) 의 전자 디바이스용 부재가 제공된다.

(12) 상기 (1) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 성형체로 이루어지는 전자 디바이스용 부재.

본 발명의 제 4 에 의하면, 하기 (13) 의 전자 디바이스가 제공된다.

(13) 상기 (12) 에 기재된 전자 디바이스용 부재를 구비하는 전자 디바이스.

본 발명의 성형체는 우수한 가스 배리어성, 투명성, 및 내절곡성을 갖는다. 본 발명의 성형체는 플렉시블한 디스플레이나, 태양 전지 등의 전자 디바이스용 부재 (예를 들어 태양 전지 백시트) 로서 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 우수한 가스 배리어성, 투명성, 내절곡성을 갖는 본 발명의 성형체를 1 공정에서 안전하게 간편히 제조할 수 있다. 또한, 무기막 막형성에 비해 저비용으로 용이하게 대면적화를 도모할 수 있다.

본 발명의 전자 디바이스용 부재는, 우수한 가스 배리어성, 투명성 및 내절곡성을 갖기 때문에, 디스플레이, 태양 전지 등의 전자 디바이스에 바람직하게 사용할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 사용하는 플라즈마 이온 주입 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명에 사용하는 플라즈마 이온 주입 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을, 1) 성형체, 2) 성형체의 제조 방법, 그리고 3) 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스로 항을 나누어 상세하게 설명한다.

1) 성형체

본 발명의 성형체는 가스 배리어층을 갖는 성형체로서, 그 가스 배리어층이 적어도, 탄소 원자, 산소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 구성되어 이루어지는 표층부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 0 ㎚ ∼ 10 ㎚ 의 영역) 를 갖고, 그 표층부에서의, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 성형체에 있어서는, 상기 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층인 것이 바람직하다.

본 발명의 성형체의 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층인 경우, 상기 가스 배리어층 내부의 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재 비율은 아크릴계 수지 및 폴리실라잔 화합물을 소정 비율로 혼합했을 때의 조성 비율과 유사한 상태로 되어 있다. 즉, 본 발명의 성형체는, 극표층부에서는, 폴리실라잔 화합물이 전화에 의해 가스 배리어성을 발현하고, 내부가 아크릴계 수지에 의해 유연성을 갖는 구조체로 되어 있다.

일반적으로는, 상기 가스 배리어층 내부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 20 ㎚ ∼ 150 ㎚ 의 영역) 의, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재 비율은 바람직하게는 탄소 원자가 35 % 이상 60 % 이하, 질소 원자가 0 % 이상 10 % 이하, 산소 원자가 15 % 이상 70 % 이하, 보다 바람직하게는 15 % 이상 30 % 이하, 규소 원자가 15 % 이상 30 % 이하이다.

본 발명의 성형체의 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층인 경우, 상기 가스 배리어층의 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재 비율은 보다 상세하게는 다음과 같다.

(α) 가스 배리어층에 있어서의 아크릴계 수지의 함유량이, 상기 가스 배리어층 중의 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 합계량을 100 질량% 로 하여, 0.1 질량% 이상 10 질량% 이하인 경우에는, 상기 가스 배리어층 내부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 20 ㎚ ∼ 150 ㎚ 의 영역) 에 있어서는, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 5 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 50 % 이상 75 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 5 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 40 % 이하이고, 가스 배리어층 표층부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 0 ㎚ ∼ 10 ㎚ 의 영역) 에 있어서는, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하이다.

(β) 가스 배리어층에 있어서의 아크릴계 수지의 함유량이, 상기 가스 배리어층 중의 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 합계량을 100 질량% 로 하여, 10 질량% 초과 40 질량% 이하인 경우에는, 상기 가스 배리어층 내부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 20 ㎚ ∼ 150 ㎚ 의 영역) 에 있어서는, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 40 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 10 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 40 % 이하이고, 가스 배리어층 표층부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 0 ㎚ ∼ 10 ㎚ 의 영역) 에 있어서는, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하이다.

(γ) 또한, 가스 배리어층에 있어서의 아크릴계 수지의 함유량이, 상기 가스 배리어층 중의 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 합계량을 100 질량% 로 하여, 40 질량% 초과 70 질량% 이하인 경우에는, 상기 가스 배리어층 내부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 20 ㎚ ∼ 150 ㎚ 의 영역) 에 있어서는, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 30 % 이상 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 50 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 10 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 40 % 이하이고, 가스 배리어층 표층부 (표면으로부터의 깊이 방향으로 0 ㎚ ∼ 10 ㎚ 의 영역) 에 있어서는, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하이다.

(폴리실라잔 화합물)

본 발명에 사용하는 폴리실라잔 화합물은 분자 내에 -Si-N- 결합 (실라잔 결합) 을 포함하는 반복 단위를 갖는 고분자 화합물이다. 구체적으로는, 식 (1)

[화학식 1]

로 나타내는 반복 단위를 갖는 화합물이 바람직하다. 또한, 사용하는 폴리실라잔 화합물의 수평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 100 ∼ 50,000 인 것이 바람직하다.

식 (1) 중, n 은 임의의 자연수를 나타낸다.

Rx, Ry, Rz 는 각각 독립적으로 수소 원자, 비치환 또는 치환기를 갖는 알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 시클로알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 알케닐기, 비치환 또는 치환기를 갖는 아릴기 또는 알킬실릴기 등의 비가수분해성기를 나타낸다.

상기 비치환 또는 치환기를 갖는 알킬기의 알킬기로는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기 등의 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기를 들 수 있다.

비치환 또는 치환기를 갖는 시클로알킬기의 시클로알킬기로는, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등의 탄소수 3 ∼ 10 의 시클로알킬기를 들 수 있다.

비치환 또는 치환기를 갖는 알케닐기의 알케닐기로는, 예를 들어 비닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기 등의 탄소수 2 ∼ 10 의 알케닐기를 들 수 있다.

상기 알킬기, 시클로알킬기 및 알케닐기의 치환기로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자 ; 하이드록실기 ; 티올기 ; 에폭시기 ; 글리시독시기 ; (메트)아크릴로일옥시기 ; 페닐기, 4-메틸페닐기, 4-클로로페닐기 등의 비치환 또는 치환기를 갖는 아릴기 등을 들 수 있다.

비치환 또는 치환기를 갖는 아릴기의 아릴기로는, 예를 들어 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기 등의 탄소수 6 ∼ 10 의 아릴기를 들 수 있다.

상기 아릴기의 치환기로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자 ; 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기 ; 메톡시기, 에톡시기 등의 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기 ; 니트로기 ; 시아노기 ; 하이드록실기 ; 티올기 ; 에폭시기 ; 글리시독시기 ; (메트)아크릴로일옥시기 ; 페닐기, 4-메틸페닐기, 4-클로로페닐기 등의 비치환 또는 치환기를 갖는 아릴기 등을 들 수 있다.

알킬실릴기로는, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리이소프로필실릴기, 트리t-부틸실릴기, 메틸디에틸실릴기, 디메틸실릴기, 디에틸실릴기, 메틸실릴기, 에틸실릴기 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, Rx, Ry, Rz 로는, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 또는 페닐기가 바람직하고, 수소 원자가 특히 바람직하다.

상기 식 (1) 로 나타내는 반복 단위를 갖는 폴리실라잔 화합물로는, Rx, Ry, Rz 가 모두 수소 원자인 무기 폴리실라잔, Rx, Ry, Rz 중 적어도 1 개가 수소 원자가 아닌 유기 폴리실라잔 중 어느 것이어도 된다.

무기 폴리실라잔으로는, 하기

[화학식 2]

(식 중, a 는 임의의 자연수를 나타낸다)

로 나타내는 반복 단위를 갖는 직사슬형 구조를 갖고, 690 ∼ 2000 의 분자량을 갖고, 1 분자 중에 3 ∼ 10 개의 SiH₃ 기를 갖는 퍼하이드로폴리실라잔 (일본 특허공보 소63-16325호), 식 (A)

[화학식 3]

[식 중, b, c 는 임의의 자연수를 나타내고, Y¹ 은 수소 원자 또는 식 (B)

[화학식 4]

(식 중, d 는 임의의 자연수를 나타내고, * 는 결합 위치를 나타내고, Y² 는 수소 원자, 또는 상기 (B) 로 나타내는 기를 나타낸다) 로 나타내는 기를 나타낸다]

로 나타내는 반복 단위를 갖는, 직사슬형 구조와 분기 구조를 갖는 퍼하이드로폴리실라잔, 식 (C)

[화학식 5]

로 나타내는 퍼하이드로폴리실라잔 구조를 갖는 분자 내에, 직사슬형 구조, 분기 구조 및 고리형 구조를 갖는 퍼하이드로폴리실라잔 등을 들 수 있다.

유기 폴리실라잔으로는,

(i) -(Rx'SiHNH)- (Rx' 는 비치환 또는 치환기를 갖는 알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 시클로알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 알케닐기, 비치환 또는 치환기를 갖는 아릴기, 또는 알킬실릴기를 나타낸다. 이하의 Rx' 도 동일하다) 를 반복 단위로 하여, 주로 중합도가 3 ∼ 5 인 고리형 구조를 갖는 것,

(ii) -(Rx'SiHNRz')- (Rz' 는 비치환 또는 치환기를 갖는 알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 시클로알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 알케닐기, 비치환 또는 치환기를 갖는 아릴기, 또는 알킬실릴기를 나타낸다) 를 반복 단위로 하여, 주로 중합도가 3 ∼ 5 인 고리형 구조를 갖는 것,

(iii) -(Rx'Ry'SiNH)- (Ry' 는 비치환 또는 치환기를 갖는 알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 시클로알킬기, 비치환 또는 치환기를 갖는 알케닐기, 비치환 또는 치환기를 갖는 아릴기, 또는 알킬실릴기를 나타낸다) 를 반복 단위로 하여, 주로 중합도가 3 ∼ 5 인 고리형 구조를 갖는 것,

(iv) 하기 식으로 나타내는 구조를 분자 내에 갖는 폴리오르가노(하이드로)실라잔,

[화학식 6]

(v) 하기 식

[화학식 7]

[Rx', Ry' 는 상기와 동일한 의미를 나타내고, e, f 는 임의의 자연수를 나타내고, Y³ 은 수소 원자 또는 식 (E)

[화학식 8]

(식 중, g 는 임의의 자연수를 나타내고, * 는 결합 위치를 나타내고, Y⁴ 는 수소 원자, 또는 상기 (E) 로 나타내는 기를 나타낸다) 로 나타내는 기를 나타낸다]

로 나타내는 반복 구조를 갖는 폴리실라잔 등을 들 수 있다.

상기 유기 폴리실라잔은 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 하기 식 (2) 로 나타내는 비치환 또는 치환기를 갖는 할로게노실란 화합물과 2 급 아민의 반응 생성물에, 암모니아 또는 1 급 아민을 반응시킴으로써 얻을 수 있다.

[화학식 9]

식 (2) 중, m 은 2 또는 3 을 나타내고, X 는 할로겐 원자를 나타내고, R¹ 은 전술한 Rx, Ry, Rz, Rx', Ry', Rz' 중 어느 하나의 치환기를 나타낸다)

사용하는 2 급 아민, 암모니아 및 1 급 아민은, 목적으로 하는 폴리실라잔 화합물의 구조에 따라, 적절히 선택하면 된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 폴리실라잔 화합물로서, 폴리실라잔 변성물을 사용할 수도 있다. 폴리실라잔 변성물로는, 예를 들어 금속 원자 (그 금속 원자는 가교되어 있어도 된다) 를 포함하는 폴리메탈로실라잔, 반복 단위가 [(SiH₂)_g(NH)_h)] 및 [(SiH₂)_iO] (식 중, g, h, i 는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3 이다) 로 나타내는 폴리실록사잔 (일본 공개특허공보 소62-195024호), 폴리실라잔에 보론 화합물을 반응시켜 제조하는 폴리보로실라잔 (일본 공개특허공보 평2-84437호), 폴리실라잔과 메탈알콕사이드를 반응시켜 제조하는 폴리메탈로실라잔 (일본 공개특허공보 소63-81122호 등), 무기 실라잔 고중합체나 개질 폴리실라잔 (일본 공개특허공보 평1-138108호 등), 폴리실라잔에 유기 성분을 도입한 공중합 실라잔 (일본 공개특허공보 평2-175726호 등), 폴리실라잔에 세라믹스화를 촉진하기 위한 촉매적 화합물을 부가 또는 첨가한 저온 세라믹스화 폴리실라잔 (일본 공개특허공보 평5-238827호 등),

규소알콕사이드 부가 폴리실라잔 (일본 공개특허공보 평5-238827호), 글리시돌 부가 폴리실라잔 (일본 공개특허공보 평6-122852호), 아세틸아세토나토 착물 부가 폴리실라잔 (일본 공개특허공보 평6-306329호), 금속 카르복실산염 부가 폴리실라잔 (일본 공개특허공보 평6-299118호 등),

상기 폴리실라잔 또는 그 변성물에, 아민류 및/또는 산류를 첨가하여 이루어지는 폴리실라잔 조성물 (일본 공개특허공보 평9-31333호), 퍼하이드로폴리실라잔에 메탄올 등의 알코올 또는 헥사메틸디실라잔을 말단 N 원자에 부가하여 얻어지는 변성 폴리실라잔 (일본 공개특허공보 평5-345826호, 일본 공개특허공보 평4-63833호) 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 폴리실라잔 화합물로는, 입수 용이성, 및 우수한 가스 배리어성을 갖는 이온 주입층을 형성할 수 있는 관점에서, Rx, Ry, Rz 가 모두 수소 원자인 퍼하이드로폴리실라잔이 바람직하다.

또, 폴리실라잔 화합물로는, 유리 코팅재 등으로서 시판되고 있는 시판품을 그대로 사용할 수도 있다.

(아크릴계 수지)

본 발명의 성형체의 가스 배리어층은, 폴리실라잔 화합물에 더하여, 아크릴계 수지 중 적어도 1 종을 함유한다. 아크릴계 수지를 배합함으로써, 내절곡성이 우수하고, 투명성이 양호한 가스 배리어성 성형체를 얻을 수 있다.

본 발명에 사용하는 아크릴계 수지는, 분자 내에, (메트)아크릴산계 화합물 유래의 반복 단위를 적어도 포함하는 (공)중합체이다. 여기서, 「(공)중합체」는 「단독 중합체 또는 공중합체」의 의미이다 (이하, 동일). 또한, 「(메트)아크릴산」은 아크릴산 또는 메타크릴산의 의미이다 (이하, 동일).

아크릴계 수지로는, (i) (메트)아크릴산계 화합물의 단독 중합체, (ii) (메트)아크릴산계 화합물의 2 종 이상으로부터 얻어지는 공중합체, 및 (iii) (메트)아크릴산계 화합물과 다른 관능성 단량체로부터 얻어지는 공중합체를 들 수 있다. 아크릴계 수지가 (iii) 의 공중합체인 경우, (메트)아크릴산계 화합물 유래의 반복 단위가 전체 반복 단위에 대하여 50 몰% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 아크릴계 수지로서, 이들 (공)중합체를 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 (메트)아크릴산계 화합물로는, (메트)아크릴산에스테르, (메트)아크릴산의 불소화에스테르, (메트)아크릴산의 하이드록시알킬에스테르, (메트)아크릴산아미드, (메트)아크릴산아미노알킬에스테르, (메트)아크릴산의 글리시딜에스테르, (메트)아크릴산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, (메트)아크릴산에스테르가 바람직하고, 메타크릴산에스테르가 보다 바람직하다.

(메트)아크릴산에스테르로는, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 20 인 (메트)아크릴알킬에스테르 화합물이 바람직하고, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 10 인 (메트)아크릴알킬에스테르 화합물이 보다 바람직하다.

(메트)아크릴산에스테르의 구체예로는, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산n-프로필, (메트)아크릴산이소프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산n-펜틸, (메트)아크릴산n-헥실, (메트)아크릴산n-헵틸, (메트)아크릴산n-옥틸, (메트)아크릴산n-데실, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산시클로헥실, (메트)아크릴산페닐, (메트)아크릴산벤질, (메트)아크릴산페닐에틸 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴산의 불소화에스테르로는, (메트)아크릴산퍼플루오로-t-부틸, 퍼플루오로이소프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산헥사플루오로-2-프로필, (메트)아크릴산트리플루오로에틸 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴산의 하이드록시알킬에스테르로는, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴산아미드로는, (메트)아크릴아미드, N-메틸(메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸올(메트)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-페닐(메트)아크릴아미드 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴산아미노알킬에스테르로는, N,N-디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴산의 글리시딜에스테르로는, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

다른 관능성 단량체로는, (메트)아크릴산계 화합물과 공중합 가능한 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 알릴글리시딜에테르 등의 에폭시기 함유 단량체 ; 스티렌술폰산, 비닐술폰산, 및 그들의 염 (예를 들어 나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 등) 등과 같은 술폰산기 또는 그 염을 함유하는 단량체 ; 크로톤산, 이타콘산, 아크릴산, 말레산, 푸마르산, 및 그들의 염 (예를 들어 나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 등) 등의 카르복실기 또는 그 염을 함유하는 단량체 ;

무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 무수물을 함유하는 단량체 ; 비닐이소시아네이트, 알릴이소시아네이트, 스티렌, 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 비닐트리스알콕시실란, 알킬말레산모노에스테르, 알킬푸마르산모노에스테르, (메트)아크릴로니트릴, 알킬이타콘산모노에스테르, 염화비닐리덴, 아세트산비닐, 염화비닐 등을 들 수 있다.

이들 단량체는 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 적절히 조합하여 사용할 수 있다.

상기 (i) 의 단독 중합체는, (메트)아크릴산계 화합물의 1 종을 중합함으로써, (ii) 의 공중합체는, (메트)아크릴산계 화합물의 2 종 이상으로 이루어지는 모노머 혼합물을 공중합함으로써, 또한, (iii) 의 공중합체는, (메트)아크릴산계 화합물과 다른 관능성 단량체를 함유하는 모노머 혼합물을 공중합함으로써 얻을 수 있다.

(공)중합하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 용액 중합법, 유화 중합법, 현탁 중합법 등의 공지된 중합 방법을 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 아크릴계 수지로서, (메트)아크릴산에스테르 (공)중합체를 가교제와 혼합하여, 적어도 일부에 가교체를 형성한 것을 사용할 수도 있다.

사용하는 가교제로는, 톨릴렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등, 또는 그들의 어덕트체 등의 이소시아네이트계 가교제 ; 에틸렌글리콜글리시딜에테르 등의 에폭시계 가교제 ; 헥사[1-(2-메틸)-아지리디닐]트리포스파트리아민 등의 아지리딘계 가교제 ; 알루미늄킬레이트 등의 킬레이트계 가교제 등을 들 수 있다.

가교제의 사용량은 (메트)아크릴산에스테르 (공)중합체의 고형분 100 질량부에 대하여 통상 0.01 ∼ 10 질량부, 바람직하게는 0.05 ∼ 5 질량부이다. 가교제는 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이들 아크릴계 수지 중에서도, 후술하는 아크릴계 수지 등 함유층의 형성에 사용하는 층 형성용 용액이, 도포막 형성 전에 겔화되기 어려워져, 용이하게 도포막을 형성할 수 있는 점과, 폴리실라잔 화합물과의 상용성이 우수한 점에서, 상기 (i) (메트)아크릴산계 화합물의 단독 중합체, 및 (ii) (메트)아크릴산계 화합물의 2 종 이상으로부터 얻어지는 공중합체가 바람직하고, (메트)아크릴산에스테르의 단독 중합체, 및 (메트)아크릴산에스테르의 2 종 이상으로부터 얻어지는 공중합체가 보다 바람직하다.

본 발명에 사용하는 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은 1,000 ∼ 1,000,000 인 것이 바람직하고, 100,000 ∼ 1,000,000 인 것이 보다 바람직하다.

상기 가스 배리어층 중의, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 합계 함유량은, 우수한 가스 배리어성 등을 갖는 이온 주입층을 형성할 수 있는 관점에서, 50 질량% 이상인 것이 바람직하고, 70 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

상기 가스 배리어층 중의 아크릴계 수지의 함유량은, 가요성이나 투명성을 중시하는 경우에는, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 합계량을 100 질량% 로 하여, 0.1 질량% 이상 70 질량% 이하인 것이 바람직하고, 30 질량% ∼ 70 질량% 인 것이 보다 바람직하고, 40 질량% ∼ 60 질량% 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 가스 배리어성을 중시하는 경우에는, 아크릴계 수지의 함유량은, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 합계량을 100 질량% 로 하여, 50 질량% 이하인 것이 바람직하고, 10 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 가스 배리어층은, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지 외에, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 다른 성분으로는, 다른 고분자, 경화제, 노화 방지제, 광안정제, 난연제, 충전제, 안료, 레벨링제, 소포제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, pH 조정제, 분산제, 표면 개질제, 가소제, 건조 촉진제, 흐름 방지제 등을 들 수 있다.

본 발명의 성형체는 40 ℃, 상대 습도 90 % 분위기하에서의 수증기 투과율이 1 g/㎡/day 이하, 바람직하게는 0.5 g/㎡/day 이하, 보다 바람직하게는 0.1 g/㎡/day 이하이고, 본 발명의 성형체는 가스 배리어성이 우수하다. 또, 성형체의 수증기 등의 투과율은 공지된 가스 투과율 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 성형체는 가스 배리어층을 갖는 성형체로서, 상기 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층 (이하, 「아크릴계 수지 등 함유층」이라고 하는 경우가 있다) 에, 이온이 주입되어 얻어지는 층 (이하, 「이온 주입층」이라고 하는 경우가 있다) 을 갖는 것이어도 된다.

본 발명의 성형체는 가스 배리어층을 갖는 성형체로서, 상기 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하고, 40 ℃, 상대 습도 90 % 분위기하에서의 수증기 투과율이 1 g/㎡/day 이하인 것이고, 또한 이것이 상기 이온 주입층을 갖는 것이 특히 바람직하다.

아크릴계 수지 등 함유층을 형성하는 방법으로는, 특별히 제약은 없고, 예를 들어 폴리실라잔 화합물의 적어도 1 종, 아크릴계 수지의 적어도 1 종, 원하는 바에 따라 다른 성분, 및 용제 등을 함유하는 층 형성용 용액을, 적당한 기재층 상에 도포하고, 얻어진 도포막을 적절히 건조시켜 형성하는 방법을 들 수 있다.

아크릴계 수지 등 함유층의 형성에 사용하는 폴리실라잔 화합물 및 아크릴계 수지로는, 상기 서술한 것과 동일한 것을 들 수 있다.

상기 층 형성용 용액에 사용하는 용제로는, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 양방을 안정적으로 용해하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 자일렌, 톨루엔, 부틸카르비톨아세테이트, 아세트산n-부틸, 아세트산에틸 등의 에스테르류 ; 셀로솔브, 셀로솔브아세테이트 등의 글리콜에테르류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류 등을 들 수 있다.

용제를 사용하는 경우, 상기 아크릴계 수지 첨가 폴리실라잔의 용해도나 용제의 증발 속도를 조절하기 위해, 2 종류 이상의 용제를 혼합해도 된다.

용제의 사용량 (비율) 은 코팅 방법, 사용하는 폴리실라잔 화합물 등의 종류 등에 따라서도 상이한데, 통상 층 형성용 용액의 5 ∼ 99 질량%, 바람직하게는 5 ∼ 60 질량% 이다.

상기 층 형성용 용액의 도포에 사용하는 도포 장치로는, 스핀 코터, 나이프 코터, 그라비아 코터 등의 공지된 장치를 사용할 수 있다.

얻어진 도포막의 건조 및 성형체의 가스 배리어성 향상을 위해, 도포막을 가열하는 것이 바람직하다. 가열은 80 ∼ 150 ℃ 에서, 수십 초에서 수십 분 실시한다.

이러한 가열에 의해, 폴리실라잔 화합물은 가교, 축합, 경우에 따라서는 산화, 가수분해되어 경화되고, 세라믹스상 (相) 을 형성하고, 아크릴계 수지는 열연화된다. 그리고, Si-N 결합 또는 Si-O 결합을 주체로 하는 세라믹스상과, 아크릴계 상으로 이루어지는 유기질 부분이 미세한 구조 레벨로 (무기 필러 등을 첨가하는 복합재와 비교하여) 복합화된 치밀한 막을 얻을 수 있다.

형성되는 아크릴계 수지 등 함유층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 통상 20 ㎚ ∼ 100 ㎛, 바람직하게는 30 ∼ 500 ㎚, 보다 바람직하게는 40 ∼ 200 ㎚ 이다.

본 발명에 있어서는, 아크릴계 수지 등 함유층의 두께가 나노오더이어도, 충분한 가스 배리어 성능을 갖는 성형체를 얻을 수 있다.

본 발명의 성형체에 있어서, 이온 주입층은, 아크릴계 수지 등 함유층 중에 이온이 주입되어 이루어지는 것이면, 특별히 제약은 없다.

주입되는 이온으로는, 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 크세논 등의 희가스, 플루오로카본, 수소, 질소, 산소, 이산화탄소, 염소, 불소, 황, 규소 화합물, 탄화수소 등의 이온 ; 금, 은, 구리, 백금, 니켈, 팔라듐, 크롬, 티탄, 몰리브덴, 니오브, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄 등의 도전성 금속의 이온을 들 수 있다.

그 중에서도, 보다 간편히 주입할 수 있고, 특히 우수한 가스 배리어성과 투명성을 갖는 이온 주입층이 얻어지는 점에서, 수소, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논, 크립톤, 규소 화합물, 및 탄화수소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 이온이 바람직하다.

규소 화합물로는, 실란 (SiH₄) 또는 유기 규소 화합물을 들 수 있다.

유기 규소 화합물로는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라n-프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라n-부톡시실란, 테트라t-부톡시실란 등의 테트라알콕시실란 ;

디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, (3,3,3-트리플루오로프로필)트리메톡시실란 등의 비치환 또는 치환기를 갖는 알킬알콕시실란 ;

디페닐디메톡시실란, 페닐트리에톡시실란 등의 아릴알콕시실란 ;

헥사메틸디실록산 (HMDSO) 등의 디실록산 ;

비스(디메틸아미노)디메틸실란, 비스(디메틸아미노)메틸비닐실란, 비스(에틸아미노)디메틸실란, 디에틸아미노트리메틸실란, 디메틸아미노디메틸실란, 테트라키스디메틸아미노실란, 트리스(디메틸아미노)실란 등의 아미노실란 ;

헥사메틸디실라잔, 헥사메틸시클로트리실라잔, 헵타메틸디실라잔, 노나메틸트리실라잔, 옥타메틸시클로테트라실라잔, 테트라메틸디실라잔 등의 실라잔 ;

테트라이소시아네이트실란 등의 시아네이트실란 ;

트리에톡시플루오로실란 등의 할로게노실란 ;

디알릴디메틸실란, 알릴트리메틸실란 등의 알케닐실란 ;

디-t-부틸실란, 1,3-디실라부탄, 비스(트리메틸실릴)메탄, 테트라메틸실란, 트리스(트리메틸실릴)메탄, 트리스(트리메틸실릴)실란, 벤질트리메틸실란 등의 비치환 또는 치환기를 갖는 알킬실란 ;

비스(트리메틸실릴)아세틸렌, 트리메틸실릴아세틸렌, 1-(트리메틸실릴)-1-프로핀 등의 실릴알킨 ;

1,4-비스트리메틸실릴-1,3-부타디엔, 시클로펜타디에닐트리메틸실란 등의 실릴알켄 ;

페닐디메틸실란, 페닐트리메틸실란 등의 아릴알킬실란 ;

프로파르길트리메틸실란 등의 알키닐알킬실란 ;

비닐트리메틸실란 등의 알케닐알킬실란 ;

헥사메틸디실란 등의 디실란 ;

옥타메틸시클로테트라실록산, 테트라메틸시클로테트라실록산, 헥사메틸시클로테트라실록산 등의 실록산 ;

N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드 ;

비스(트리메틸실릴)카르보디이미드 ;

등을 들 수 있다.

탄화수소로는, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산 등의 알칸 ; 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐 등의 알켄 ; 펜타디엔, 부타디엔 등의 알카디엔 ; 아세틸렌, 메틸아세틸렌 등의 알킨 ; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 인덴, 나프탈렌, 페난트렌 등의 방향족 탄화수소 ; 시클로프로판, 시클로헥산 등의 시클로알칸 ; 시클로펜텐, 시클로헥센 등의 시클로알켄 등을 들 수 있다.

이들 이온은 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이온의 주입량은 형성하는 성형체의 사용 목적 (필요한 가스 배리어성, 투명성 등) 등에 맞춰 적절히 결정하면 된다.

이온을 주입하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 아크릴계 수지 등 함유층 (이하, 「이온이 주입되는 층」이라고 하는 경우가 있다) 을 형성한 후, 이 층에 이온을 주입하는 방법을 들 수 있다.

이온을 주입하는 방법으로는, 전계에 의해 가속된 이온 (이온 빔) 을 조사하는 방법, 플라즈마 중의 이온을 주입하는 방법 (플라즈마 이온 주입법) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명에 있어서는, 간편히 우수한 가스 배리어성 등을 갖는 성형체가 얻어지는 점에서, 후자의 플라즈마 이온을 주입하는 방법이 바람직하다.

플라즈마 이온 주입법은, 예를 들어 플라즈마 생성 가스를 포함하는 분위기하에서 플라즈마를 발생시키고, 이온이 주입되는 층에 부 (負) 의 고전압 펄스를 인가함으로써, 그 플라즈마 중의 이온 (양이온) 을, 이온이 주입되는 층의 표면부에 주입하여 실시할 수 있다.

이온 주입층이 형성되는 부분의 두께는 이온의 종류나 인가 전압, 처리 시간 등의 주입 조건에 따라 제어할 수 있고, 이온이 주입되는 층의 두께, 성형체의 사용 목적 등에 따라 결정하면 되는데, 통상 10 ∼ 1000 ㎚ 이다.

이온이 주입된 것은, X 선 광전자 분광 분석 (XPS) 을 사용하여, 표면으로부터 10 ㎚ 부근의 원소 분석 측정을 실시함으로써 확인할 수 있다.

이상과 같이 하여 얻어지는 이온 주입층은 수증기 투과율 등의 가스의 투과율이 이온이 주입되어 있지 않은 것에 비해 각별히 작고, 가스 배리어성이 우수하다. 예를 들어, 수증기 투과율은, 40 ℃, 상대 습도 90 % 분위기하에서, 통상 1 g/㎡/day 이하, 바람직하게는 0.5 g/㎡/day 이하, 보다 바람직하게는 0.1 g/㎡/day 이하이다.

본 발명의 성형체의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 필름상, 시트상, 직방체상, 다각주상, 통상 (筒狀) 등을 들 수 있다. 후술하는 바와 같은 전자 디바이스용 부재로서 사용하는 경우에는, 필름상, 시트상인 것이 바람직하다. 그 필름의 두께는 목적으로 하는 전자 디바이스의 용도에 따라 적절히 결정할 수 있다.

본 발명의 성형체는 이온 주입층만으로 이루어지는 것이어도 되고, 또 다른 층을 포함하는 것이어도 된다. 또한, 다른 층은 단층이어도 되고, 동종 또는 이종의 2 층 이상이어도 된다.

다른 층으로는, 기재층, 무기 화합물층, 충격 흡수층, 도전체층, 프라이머층 등을 들 수 있다.

본 발명의 성형체가 다른 층을 포함하는 적층체인 경우, 각 층의 적층순은 어떠한 것이어도 된다. 또한, 이온 주입층의 배치 위치는 특별히 한정되지 않지만, 효율적으로 제조할 수 있는 것 등의 이유에서, 이온 주입층을 표면에 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이온 주입층은 다른 층의 편면에만 형성되어 있어도 되고, 다른 층의 양면에 형성되어 있어도 된다.

또한, 본 발명의 성형체가 적층체인 경우, 적층체의 두께는 특별히 제한되지 않고, 목적으로 하는 전자 디바이스의 용도에 따라 적절히 결정할 수 있다.

(기재층)

기재층의 소재는 성형체의 목적에 합치되는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어

폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리알릴레이트, 아크릴계 수지, 시클로올레핀계 폴리머, 방향족계 중합체 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 투명성이 우수하고, 범용성이 있는 점에서, 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 시클로올레핀계 폴리머가 바람직하고, 폴리에스테르 또는 시클로올레핀계 폴리머가 보다 바람직하다.

폴리에스테르로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리알릴레이트 등을 들 수 있다.

폴리아미드로는, 전체 방향족 폴리아미드, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 공중합체 등을 들 수 있다.

시클로올레핀계 폴리머로는, 노르보르넨계 중합체, 단고리의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및 이들의 수소화물을 들 수 있다. 그 구체예로는, 아페르 (미쯔이 화학사 제조의 에틸렌-시클로올레핀 공중합체), 아톤 (JSR 사 제조의 노르보르넨계 중합체), 제오노아 (닛폰 제온사 제조의 노르보르넨계 중합체) 등을 들 수 있다.

(무기 화합물층)

무기 화합물층은 무기 화합물의 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지는 층이다. 무기 화합물층을 구성하는 무기 화합물로는, 일반적으로 진공 막형성 가능하고, 가스 배리어성을 갖는 것, 예를 들어 무기 산화물, 무기 질화물, 무기 탄화물, 무기 황화물, 이들의 복합체인 무기 산화 질화물, 무기 산화 탄화물, 무기 질화 탄화물, 무기 산화 질화 탄화물 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 이들 중에서도, 무기 산화물, 무기 질화물, 무기 산화 질화물이 바람직하다.

무기 산화물로는, 일반식 MOx 로 나타내는 금속 산화물을 들 수 있다.

식 중, M 은 금속 원소를 나타낸다. x 는 M 에 의해 각각 범위가 상이하고, 예를 들어 M 이 규소 (Si) 이면 0.1 ∼ 2.0, 알루미늄 (Al) 이면 0.1 ∼ 1.5, 마그네슘 (Mg) 이면 0.1 ∼ 1.0, 칼슘 (Ca) 이면 0.1 ∼ 1.0, 칼륨 (K) 이면 0.1 ∼ 0.5, 주석 (Sn) 이면 0.1 ∼ 2.0, 나트륨 (Na) 이면 0.1 ∼ 0.5, 붕소 (B) 이면 0.1 ∼ 1.5, 티탄 (Ti) 이면 0.1 ∼ 2.0, 납 (Pb) 이면 0.1 ∼ 1.0, 지르코늄 (Zr) 이면 0.1 ∼ 2.0, 이트륨 (Y) 이면, 0.1 ∼ 1.5 의 범위의 값이다.

이들 중에서도, 투명성 등이 우수한 점에서, M 이 규소인 규소 산화물, 알루미늄인 알루미늄 산화물, 티탄인 티탄 산화물이 바람직하고, 규소 산화물이 보다 바람직하다. 또, x 의 값으로는, M 이 규소이면 1.0 ∼ 2.0 이, 알루미늄이면 0.5 ∼ 1.5 가, 티탄이면 1.3 ∼ 2.0 의 범위의 것이 바람직하다.

무기 질화물로는, 일반식 MNy 로 나타내는 금속 질화물을 들 수 있다.

식 중, M 은 금속 원소를 나타낸다. y 는 M 에 따라 각각 범위가 상이하고, M 이 규소 (Si) 이면 y = 0.1 ∼ 1.3, 알루미늄 (Al) 이면 y = 0.1 ∼ 1.1, 티탄 (Ti) 이면 y = 0.1 ∼ 1.3, 주석 (Sn) 이면 y = 0.1 ∼ 1.3 의 범위의 값이다.

이들 중에서도, 투명성 등이 우수한 점에서, M 이 규소인 규소 질화물, 알루미늄인 알루미늄 질화물, 티탄인 티탄 질화물, 주석인 주석 질화물이 바람직하고, 규소 질화물 (SiN) 이 보다 바람직하다. 또, y 의 값으로는, M 이 규소이면 y = 0.5 ∼ 1.3, 알루미늄이면 y = 0.3 ∼ 1.0, 티탄이면 y = 0.5 ∼ 1.3, 주석이면 y = 0.5 ∼ 1.3 의 범위의 것이 바람직하다.

무기 산화 질화물로는, 일반식 MOxNy 로 나타내는 금속 산화 질화물을 들 수 있다.

식 중, M 은 금속 원소를 나타낸다. x 및 y 의 값은 M 에 따라 각각 범위가 상이하다. 즉, x, y 는, 예를 들어 M 이 규소 (Si) 이면 x = 1.0 ∼ 2.0, y = 0.1 ∼ 1.3, 알루미늄 (Al) 이면 x = 0.5 ∼ 1.0, y = 0.1 ∼ 1.0, 마그네슘 (Mg) 이면 x = 0.1 ∼ 1.0, y = 0.1 ∼ 0.6, 칼슘 (Ca) 이면 x = 0.1 ∼ 1.0, y = 0.1 ∼ 0.5, 칼륨 (K) 이면 x = 0.1 ∼ 0.5, y = 0.1 ∼ 0.2, 주석 (Sn) 이면 x = 0.1 ∼ 2.0, y = 0.1 ∼ 1.3, 나트륨 (Na) 이면 x = 0.1 ∼ 0.5, y = 0.1 ∼ 0.2, 붕소 (B) 이면 x = 0.1 ∼ 1.0, y = 0.1 ∼ 0.5, 티탄 (Ti) 이면 x = 0.1 ∼ 2.0, y = 0.1 ∼ 1.3, 납 (Pb) 이면 x = 0.1 ∼ 1.0, y = 0.1 ∼ 0.5, 지르코늄 (Zr) 이면 x = 0.1 ∼ 2.0, y = 0.1 ∼ 1.0, 이트륨 (Y) 이면 x = 0.1 ∼ 1.5, y = 0.1 ∼ 1.0 의 범위의 값이다.

이들 중에서도, 투명성 등이 우수한 점에서, M 이 규소인 규소 산화 질화물, 알루미늄인 알루미늄 산화 질화물, 티탄인 티탄 산화 질화물이 바람직하고, 규소 산화 질화물이 보다 바람직하다. 또, x 및 y 의 값으로는, M 이 규소이면 x = 1.0 ∼ 2.0, y = 0.1 ∼ 1.3, 알루미늄이면 x = 0.5 ∼ 1.0, y = 0.1 ∼ 1.0, 티탄이면 x = 1.0 ∼ 2.0, y = 0.1 ∼ 1.3 의 범위의 것이 바람직하다.

또, 금속 산화물, 금속 질화물 및 금속 산화 질화물에는, 2 종류 이상의 금속이 포함되어 있어도 된다.

무기 화합물층의 형성 방법으로는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 열 CVD 법, 플라즈마 CVD 법, 다이나믹 이온 믹싱법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명에 있어서는, 간편히 가스 배리어성이 우수한 적층체가 얻어지는 점에서, 마그네트론 스퍼터링법이 바람직하다.

무기 화합물층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 가스 배리어성이 얻어지는 관점에서, 10 ∼ 1000 ㎚ 인 것이 바람직하고, 20 ∼ 500 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 50 ∼ 200 ㎚ 인 것이 특히 바람직하다.

(충격 흡수층)

충격 흡수층은, 성형체에 충격이 가해졌을 때, 균열을 방지하기 위한 것이다. 충격 흡수층을 형성하는 소재로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 올레핀계 수지, 고무계 재료 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 고무계 재료가 바람직하다.

아크릴계 수지로는, 상기 이온 주입층의 형성에 사용하는 아크릴계 수지로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.

실리콘계 수지로는, 디메틸실록산을 주성분으로 하는 것을 들 수 있다.

고무계 재료로는, 이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무 등을 주성분으로 하는 것을 들 수 있다.

충격 흡수층에는, 각종 첨가제, 예를 들어 산화 방지제, 점착 부여제, 가소제, 자외선 흡수제, 착색제, 대전 방지제 등의 다른 성분을 포함하고 있어도 된다.

충격 흡수층을 형성하는 소재는 점착제, 코트제, 밀봉제 등으로서 시판되고 있는 것을 사용할 수도 있고, 특히, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제 등의 점착제가 바람직하다.

충격 흡수층의 형성 방법으로는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 상기 폴리오르가노실록산계 화합물을 포함하는 층의 형성 방법과 동일하게, 상기 충격 흡수층을 형성하는 소재 (점착제 등), 및 원하는 바에 따라, 용제 등의 다른 성분을 포함하는 충격 흡수층 형성 용액을, 적층해야 할 층 상에 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시키고, 필요에 따라 가열 등을 하여 형성하는 방법을 들 수 있다.

또한, 별도, 박리 기재 상에 충격 흡수층을 막형성하고, 얻어진 막을, 적층해야 할 층 상에 전사하여 적층해도 된다.

충격 흡수층의 두께는 통상 1 ∼ 100 ㎛, 바람직하게는 5 ∼ 50 ㎛ 이다.

(도전체층)

도전체층을 구성하는 재료로는, 금속, 합금, 금속 산화물, 전기 전도성 화합물, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 안티몬을 도프한 산화주석 (ATO) ; 불소를 도프한 산화주석 (FTO) ; 산화주석, 산화아연, 산화인듐, 산화인듐주석 (ITO), 산화아연인듐 (IZO) 등의 도전성 금속 산화물 ; 금, 은, 크롬, 니켈 등의 금속 ; 이들 금속과 도전성 금속 산화물의 혼합물 ; 요오드화구리, 황화구리 등의 무기 도전성 물질 ; 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 유기 도전성 재료 등을 들 수 있다. 도전체층은 이들 재료로 이루어지는 층이 복수 적층되어 이루어지는 적층체이어도 된다.

이들 중에서도, 투명성 면에서, 도전성 금속 산화물이 바람직하고, ITO 가 특히 바람직하다.

도전체층의 형성 방법으로는, 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 열 CVD 법, 플라즈마 CVD 법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 간편히 도전체층을 형성할 수 있는 점에서, 스퍼터링법이 바람직하다.

스퍼터링법은 진공조 내에 방전 가스 (아르곤 등) 를 도입하고, 타깃과 기판 사이에 고주파 전압 또는 직류 전압을 가하여 방전 가스를 플라즈마화하고, 그 플라즈마를 타깃에 충돌시킴으로써 타깃 재료를 날리고, 기판에 부착시켜 박막을 얻는 방법이다. 타깃으로는, 상기 도전체층을 형성하는 재료로 이루어지는 것이 사용된다.

도전체층의 두께는 그 용도 등에 따라 적절히 선택하면 된다. 통상 10 ㎚ ∼ 50 ㎛, 바람직하게는 20 ㎚ ∼ 20 ㎛ 이다.

얻어지는 도전체층의 표면 저항률은 통상 1000 Ω/□ 이하이다.

형성된 도전체층에는, 필요에 따라 패터닝을 실시해도 된다. 패터닝하는 방법으로는, 포토리소그래피 등에 의한 화학적 에칭, 레이저 등을 사용한 물리적 에칭 등, 마스크를 사용한 진공 증착법이나 스퍼터링법, 리프트오프법, 인쇄법 등을 들 수 있다.

(프라이머층)

프라이머층은 층간 밀착성을 높이는 역할을 한다. 프라이머층을 형성함으로써, 층간 밀착성 및 표면 평활성이 매우 우수한 성형체를 얻을 수 있다.

프라이머층을 구성하는 재료로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 규소 함유 화합물 ; 광중합성 모노머 및/또는 광중합성 프리폴리머로 이루어지는 광중합성 화합물, 및 적어도 가시광역의 광으로 라디칼을 발생시키는 중합 개시제를 포함하는 광중합성 조성물 ; 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지 (특히 폴리아크릴폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올 등과 이소시아네이트 화합물의 2 액 경화형 수지), 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 염화비닐/아세트산비닐 공중합체, 폴리비닐부티랄계 수지, 니트로셀룰로오스계 수지 등의 수지류 ; 알킬티타네이트 ; 에틸렌이민 등을 들 수 있다. 이들 재료는 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

프라이머층은 프라이머층을 구성하는 재료를 적당한 용제에 용해 또는 분산시켜 이루어지는 프라이머층 형성용 용액을, 프라이머층과 인접하는 층의 편면 또는 양면에 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시키고, 원하는 바에 따라 가열함으로써 형성할 수 있다.

프라이머층 형성용 용액을 프라이머층과 인접하는 층의 편면 또는 양면에 도포하는 방법으로는, 통상의 습식 코팅 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 디핑법, 롤 코트, 그라비아 코트, 나이프 코트, 에어나이프 코트, 롤나이프 코트, 다이 코트, 스크린 인쇄법, 스프레이 코트, 그라비아 오프셋법 등을 들 수 있다.

프라이머층 형성용 용액의 도포막을 건조시키는 방법으로는, 열풍 건조, 열롤 건조, 적외선 조사 등, 종래 공지된 건조 방법을 채용할 수 있다. 프라이머층의 두께는 통상 10 ∼ 1000 ㎚ 이다.

또, 얻어진 프라이머층에, 후술하는 이온 주입층에 이온을 주입하는 방법과 동일한 방법에 의해 이온 주입을 실시해도 된다. 프라이머층에도 이온 주입을 실시함으로써, 보다 우수한 가스 배리어성 필름을 얻을 수 있다.

본 발명의 성형체는, 우수한 가스 배리어성, 투명성을 갖고, 또한 그 형상이 필름상 또는 시트상 (이하, 「필름상」이라고 한다) 의 경우, 내절곡성이 우수하고, 또한 절곡 등을 실시해도 가스 배리어성을 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 성형체가 우수한 투명성을 갖고 있는 것은 본 발명의 성형체의 가시광 투과율이 높은 것으로부터 확인할 수 있다. 가시광 투과율은 파장 550 ㎚ 에서의 투과율이고, 80 % 이상이 바람직하다. 성형체의 가시광 투과율은 공지된 가시광 투과율 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 성형체가 내절곡성이 우수하고, 절곡 등을 실시해도 가스 배리어성을 유지할 수 있는 것은, 필름상 성형체를 2 개로 절곡하여 압력을 가하고, 다시 폈을 때에 절곡된 부분이 열화되어 있지 않고, 수증기 투과율도 거의 저하되지 않은 점으로부터 확인할 수 있다. 본 발명의 필름상 성형체는, 동일한 두께의 무기막과 비교하여, 절곡 후에도 가스 배리어성을 유지하는 것이 우수하다.

2) 성형체의 제조 방법

본 발명의 성형체의 제조 방법은 아크릴계 수지 등 함유층을 표면부에 갖는 성형물의, 상기 아크릴계 수지 등 함유층에, 이온을 주입하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 성형체의 제조 방법에 있어서는, 아크릴계 수지 등 함유층을 표면부에 갖는 장척상의 성형물을 일정 방향으로 반송하면서, 아크릴계 수지 등 함유층에 이온을 주입시켜 성형체를 제조하는 것이 바람직하다.

이 제조 방법에 의하면, 예를 들어 장척상의 성형물을 권출 롤로부터 권출하고, 그것을 일정 방향으로 반송하면서 이온을 주입하고, 권취 롤로 권취할 수 있기 때문에, 이온이 주입된 성형체를 연속적으로 제조할 수 있다.

장척상의 성형물의 형상은 필름상이고, 아크릴계 수지 등 함유층만으로 이루어지는 것이어도 되고, 아크릴계 수지 등 함유층을 표면부에 갖는, 다른 층을 포함하는 적층체이어도 된다.

성형물의 두께는, 권출, 권취 및 반송의 조작성의 관점에서, 0.1 ㎛ ∼ 500 ㎛ 가 바람직하고, 5 ㎛ ∼ 300 ㎛ 가 보다 바람직하다.

아크릴계 수지 등 함유층에 이온을 주입하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 그 중에서도, 플라즈마 이온 주입법에 의해 상기 층의 표면부에 이온 주입층을 형성하는 방법이 바람직하다.

플라즈마 이온 주입법은, 플라즈마 중에 노출한, 아크릴계 수지 등 함유층을 표면에 갖는 성형물에, 부의 고전압 펄스를 인가함으로써, 플라즈마 중의 이온을 상기 층의 표면부에 주입하여 이온 주입층을 형성하는 방법이다.

플라즈마 이온 주입법으로는, (A) 외부 전계를 사용하여 발생시킨 플라즈마 중에 존재하는 이온을, 상기 층의 표면부에 주입하는 방법, 또는 (B) 외부 전계를 사용하지 않고, 상기 층에 인가하는 부의 고전압 펄스에 의한 전계만으로 발생시킨 플라즈마 중에 존재하는 이온을, 상기 층의 표면부에 주입하는 방법이 바람직하다.

상기 (A) 의 방법에 있어서는, 이온을 주입할 때의 압력 (플라즈마 이온 주입시의 압력) 을 0.01 ∼ 1 Pa 로 하는 것이 바람직하다. 플라즈마 이온 주입시의 압력이 이러한 범위에 있을 때, 간편히 또한 효율적으로, 가스 배리어성 등이 우수한 균일한 이온 주입층을 형성할 수 있다.

상기 (B) 의 방법은 감압도를 높게 할 필요가 없고, 처리 조작이 간편하고, 처리 시간도 대폭 단축할 수 있다. 또한, 상기 층 전체에 걸쳐 균일하게 처리할 수 있고, 부의 고전압 펄스 인가시에 플라즈마 중의 이온을 고에너지로 층의 표면부에 연속적으로 주입할 수 있다. 또한, radio frequency (고주파, 이하, 「RF」라고 약기한다) 나, 마이크로파 등의 고주파 전력원 등의 특별한 다른 수단을 요하지 않고, 층에 부의 고전압 펄스를 인가하는 것만으로, 층의 표면부에 양질의 이온 주입층을 균일하게 형성할 수 있다.

상기 (A) 및 (B) 중 어느 방법에 있어서도, 부의 고전압 펄스를 인가할 때, 즉 이온을 주입할 때의 펄스폭은 1 ∼ 15 μsec 인 것이 바람직하다. 펄스폭이 이러한 범위에 있을 때, 투명하고 균일한 이온 주입층을 보다 간편히 또한 효율적으로 형성할 수 있다.

또한, 플라즈마를 발생시킬 때의 인가 전압은 바람직하게는 -1 kV ∼ -50 kV, 보다 바람직하게는 -1 kV ∼ -30 kV, 특히 바람직하게는 -5 kV ∼ -20 kV 이다. 인가 전압이 -1 kV 보다 큰 값으로 이온 주입을 실시하면, 이온 주입량 (도즈량) 이 불충분해져, 원하는 성능이 얻어지지 않는다. 한편, -50 kV 보다 작은 값으로 이온 주입을 실시하면, 이온 주입시에 성형체가 대전되고, 또한 성형체에 대한 착색 등의 문제가 발생하여 바람직하지 않다.

플라즈마 이온을 생성하는 원료 가스로는, 상기 1) 성형체의 항에서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.

층의 표면부에 플라즈마 중의 이온을 주입할 때에는, 플라즈마 이온 주입 장치를 사용한다.

플라즈마 이온 주입 장치로는, 구체적으로는, (α) 이온이 주입되는 층에 부의 고전압 펄스를 인가하는 피드스루에 고주파 전력을 중첩하여, 이온이 주입되는 층의 주위를 균등하게 플라즈마로 둘러싸고, 플라즈마 중의 이온을 유인, 주입, 충돌, 퇴적시키는 장치 (일본 공개특허공보 2001-26887호), (β) 챔버 내에 안테나를 형성하고, 고주파 전력을 부여하여 플라즈마를 발생시키고 이온이 주입되는 층 주위에 플라즈마가 도달 후, 이온이 주입되는 층에 정 (正) 과 부의 펄스를 교대로 인가함으로써, 정의 펄스로 플라즈마 중의 전자를 유인 충돌시켜 이온이 주입되는 층을 가열하고, 펄스 상수를 제어하여 온도 제어를 실시하면서, 부의 펄스를 인가하여 플라즈마 중의 이온을 유인, 주입시키는 장치 (일본 공개특허공보 2001-156013호), (γ) 마이크로파 등의 고주파 전력원 등의 외부 전계를 사용하여 플라즈마를 발생시키고, 고전압 펄스를 인가하여 플라즈마 중의 이온을 유인, 주입시키는 플라즈마 이온 주입 장치, (δ) 외부 전계를 사용하지 않고 고전압 펄스의 인가에 의해 발생하는 전계만으로 발생하는 플라즈마 중의 이온을 주입하는 플라즈마 이온 주입 장치 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 처리 조작이 간편하고, 처리 시간도 대폭 단축할 수 있고, 연속 사용에 적합한 점에서, (γ) 또는 (δ) 의 플라즈마 이온 주입 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 상기 (γ) 및 (δ) 의 플라즈마 이온 주입 장치를 사용하는 방법에 관해서, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1 은 상기 (γ) 의 플라즈마 이온 주입 장치를 구비하는 연속적 플라즈마 이온 주입 장치의 개요를 나타내는 도면이다.

도 1(a) 에 있어서, 1a 는 아크릴계 수지 등 함유층을 표면부에 갖는 장척 필름상의 성형물 (이하, 「필름」이라고 한다), 11a 는 챔버, 20a 는 터보 분자 펌프, 3a 는 이온 주입되기 전의 필름 (1a) 을 송출하는 권출 롤, 5a 는 이온 주입된 필름 (성형체) (1a) 을 롤상으로 권취하는 권취 롤, 2a 는 고전압 인가 회전캔, 6a 는 필름의 송출 롤, 10a 는 가스 도입구, 7a 는 고전압 펄스 전원, 4a 는 플라즈마 방전용 전극 (외부 전계) 이다. 도 1(b) 는 상기 고전압 인가 회전캔 (2a) 의 사시도이고, 15 는 고전압 도입 단자 (피드스루) 이다.

사용하는 이온이 주입되는 층을 표면부에 갖는 장척상의 필름 (1a) 은, 기재층 상에, 아크릴계 수지 등 함유층을 형성한 필름이다.

도 1 에 나타내는 연속적 플라즈마 이온 주입 장치에 있어서는, 필름 (1a) 은, 챔버 (11a) 내에서, 권출 롤 (3a) 로부터 도 1 중 화살표 X 방향으로 반송되고, 고전압 인가 회전캔 (2a) 을 통과하여, 권취 롤 (5a) 에 권취된다. 필름 (1a) 의 권취 방법이나, 필름 (1a) 을 반송하는 방법 등은 특별히 제약은 없지만, 본 실시형태에 있어서는, 고전압 인가 회전캔 (2a) 을 일정 속도로 회전시킴으로써, 필름 (1a) 의 반송을 실시하고 있다. 또한, 고전압 인가 회전캔 (2a) 의 회전은 고전압 도입 단자 (15) 의 중심축 (13) 을 모터에 의해 회전시킴으로써 실시된다.

고전압 도입 단자 (15), 및 필름 (1a) 이 접촉하는 복수의 송출용 롤 (6a) 등은 절연체로 이루어지고, 예를 들어 알루미나의 표면을 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 수지로 피복하여 형성되어 있다. 또한, 고전압 인가 회전캔 (2a) 은 도체로 이루어지고, 예를 들어 스테인리스로 형성할 수 있다.

필름 (1a) 의 반송 속도는 적절히 설정할 수 있다. 필름 (1a) 이 권출 롤 (3a) 로부터 반송되고, 권취 롤 (5a) 에 권취될 때까지의 사이에 필름 (1a) 의 표면부 (아크릴계 수지 등 함유층) 에 이온 주입되고, 원하는 이온 주입층이 형성될 만큼의 시간이 확보되는 속도이면, 특별히 제약되지 않는다. 필름의 권취 속도 (반송 속도) 는 인가 전압, 장치 규모 등에 따라서도 상이한데, 통상 0.1 ∼ 3 m/min, 바람직하게는 0.2 ∼ 2.5 m/min 이다.

먼저, 챔버 (11a) 내를 로터리 펌프에 접속된 터보 분자 펌프 (20a) 에 의해 배기하여 감압으로 한다. 감압도는 통상 1×10^-4 Pa ∼ 1 Pa, 바람직하게는 1×10^-3 Pa ∼ 1×10^-2 Pa 이다.

다음으로, 가스 도입구 (10a) 로부터 챔버 (11a) 내에, 이온 주입용 가스 (이하, 「이온 주입용 가스」라고 하는 경우가 있다) 를 도입하여, 챔버 (11a) 내를 감압 이온 주입용 가스 분위기로 한다. 또, 이온 주입용 가스는 플라즈마 생성 가스이기도 하다.

이어서, 플라즈마 방전용 전극 (4) (외부 전계) 에 의해 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마를 발생시키는 방법으로는, 마이크로파나 RF 등의 고주파 전력원 등에 의한 공지된 방법을 들 수 있다.

한편, 고전압 도입 단자 (15) 를 개재하여 고전압 인가 회전캔 (2a) 에 접속되어 있는 고전압 펄스 전원 (7a) 에 의해, 부의 고전압 펄스 (9a) 가 인가된다. 고전압 인가 회전캔 (2a) 에 부의 고전압 펄스가 인가되면, 플라즈마 중의 이온이 유인되고, 고전압 인가 회전캔 (2a) 주위의 필름의 표면에 주입되고 (도 1(a) 중, 화살표 Y), 필름상의 성형체 (1b) 가 얻어진다.

전술한 바와 같이, 이온을 주입할 때의 압력 (챔버 (11a) 내의 플라즈마 가스의 압력) 은 0.01 ∼ 1 Pa 인 것이 바람직하고, 이온을 주입할 때의 펄스폭은 1 ∼ 15 μsec 인 것이 바람직하고, 고전압 인가 회전캔 (2a) 에 부의 고전압을 인가할 때의 인가 전압은 -1 kV ∼ -50 kV 인 것이 바람직하다.

다음으로, 도 2 에 나타내는 연속적 플라즈마 이온 주입 장치를 사용하여, 아크릴계 수지 등 함유층을 표면부에 갖는 필름의, 상기 아크릴계 수지 등 함유층에 이온을 주입하는 방법을 설명한다.

도 2 에 나타내는 장치는 상기 (δ) 의 플라즈마 이온 주입 장치를 구비한다. 이 플라즈마 이온 주입 장치는 외부 전계 (즉, 도 1 에 있어서의 플라즈마 방전용 전극 (4)) 를 사용하지 않고 인가하는 고전압 펄스에 의한 전계만으로 플라즈마를 발생시키는 것이다.

도 2 에 나타내는 연속적 플라즈마 이온 주입 장치에 있어서는, 필름 (필름상의 성형물) (1c) 은 상기 도 1 의 장치와 동일하게 고전압 인가 회전캔 (2b) 을 회전시킴으로써 권출 롤 (3b) 로부터 도 2 중 화살표 X 방향으로 반송되고, 권취 롤 (5b) 에 권취된다.

도 2 에 나타내는 연속적 플라즈마 이온 주입 장치에서는, 상기 필름의 아크릴계 수지 등 함유층의 표면부에 대한 이온 주입은 다음과 같이 실시된다.

먼저, 도 1 에 나타내는 플라즈마 이온 주입 장치와 동일하게 하여 챔버 (11b) 내에 필름 (1c) 을 설치하고, 챔버 (11b) 내를 로터리 펌프에 접속되어 있는 터보 분자 펌프 (20b) 에 의해 배기하여 감압으로 한다. 거기에, 가스 도입구 (10b) 로부터 챔버 (11b) 내에, 이온 주입용 가스를 도입하여, 챔버 (11b) 내를 감압 이온 주입용 가스 분위기로 한다.

이온을 주입할 때의 압력 (챔버 (11b) 내의 플라즈마 가스의 압력) 은 10 Pa 이하, 바람직하게는 0.01 ∼ 5 Pa, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1 Pa 이다.

다음으로, 필름 (1c) 을, 도 2 중 X 의 방향으로 반송시키면서, 고전압 도입 단자 (도시하지 않음) 를 개재하여 고전압 인가 회전캔 (2b) 에 접속되어 있는 고전압 펄스 전원 (7b) 으로부터 고전압 펄스 (9b) 를 인가한다.

고전압 인가 회전캔 (2b) 에 부의 고전압이 인가되면, 고전압 인가 회전캔 (2b) 주위의 필름 (1c) 을 따라 플라즈마가 발생하고, 그 플라즈마 중의 이온이 유인되고, 고전압 인가 회전캔 (2b) 주위의 성형체 필름 (1c) 의 표면에 주입된다 (도 2 중, 화살표 Y). 필름 (1c) 의 아크릴계 수지 등 함유층의 표면부에 이온이 주입되면, 필름 표면부에 이온 주입층이 형성되고, 필름상의 성형체 (1d) 가 얻어진다.

고전압 인가 회전캔 (2b) 에 부의 고전압을 인가할 때의 인가 전압, 펄스폭 및 이온을 주입할 때의 압력은 도 1 에 나타내는 연속적 플라즈마 이온 주입 장치의 경우와 동일하다.

도 2 에 나타내는 플라즈마 이온 주입 장치에서는, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 수단을 고전압 펄스 전원에 의해 겸용하고 있기 때문에, RF 나 마이크로파 등의 고주파 전력원 등의 특별한 다른 수단을 요하지 않고, 부의 고전압 펄스를 인가하는 것만으로, 플라즈마를 발생시키고, 필름의 아크릴계 수지 등 함유층의 표면부에 플라즈마 중의 이온을 주입하고, 이온 주입층을 연속적으로 형성하고, 필름의 표면부에 이온 주입층이 형성된 성형체를 양산할 수 있다.

3) 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스

본 발명의 전자 디바이스용 부재는 본 발명의 성형체로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 전자 디바이스용 부재는 우수한 가스 배리어성을 갖고 있기 때문에, 수증기 등의 가스에 의한 소자의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 광의 투과성이 높기 때문에, 액정 디스플레이, EL 디스플레이 등의 디스플레이 부재 ; 태양 전지용 백시트 등으로서 바람직하다.

본 발명의 전자 디바이스는 본 발명의 전자 디바이스용 부재를 구비한다. 구체예로는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼, 태양 전지 등을 들 수 있다.

본 발명의 전자 디바이스는, 본 발명의 성형체로 이루어지는 전자 디바이스용 부재를 구비하고 있기 때문에, 우수한 가스 배리어성과 투명성을 갖는다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니다.

또, 이하에 있어서, PMMA 는 메타아크릴산메틸의 단독 중합체인 폴리메틸메타크릴레이트를 말한다.

사용한 플라즈마 이온 주입 장치, 수증기 투과율 측정 장치와 측정 조건, 가시광 투과율 측정 장치, 및 절곡 시험의 방법 및 XPS 에 의한 가스 배리어층 표층부의 원소 분석의 측정 장치는 이하와 같다. 또, 사용한 플라즈마 이온 주입 장치는 외부 전계를 사용하여 이온을 주입하는 장치이다.

(XPS 에 의한 원소 분석)

가스 배리어층 표층부에서의 원자의 존재 비율의 측정은 X 선 광전자 분광 분석 장치 (XPS : X-ray Photoelectron Spectroscopy) 를 사용하여 하기에 나타내는 측정 조건에서 실시하였다.

측정 장치 : 「PHI Quantera SXM」알박파이사 제조

X 선원 : AlKα

X 선 빔 직경 : 100 ㎛

전력값 : 25 W

전압 : 15 kV

취출 각도 : 45°

진공도 : 5.0×10^-8 Pa

(플라즈마 이온 주입 장치)

RF 전원 : 닛폰 전자사 제조, 형번호 「RF」56000

고전압 펄스 전원 : 쿠리타 제작소사 제조, 「PV-3-HSHV-0835」

(수증기 투과율의 측정)

가스 투과율 측정 장치 : 수증기 투과율이 0.01 g/㎡/day 이상일 때, LYSSY 사 제조, 「L89-500」을 사용하고, 수증기 투과율이 0.01 g/㎡/day 미만일 때, TECHNOLOX 사 제조, 「deltaperm」을 사용하였다.

측정 조건 : 상대 습도 90 %, 40 ℃

(가시광선 투과율, 헤이즈의 측정)

가시광 투과율 측정 장치 : 시마즈 제작소사 제조, 「UV-3101PC」

측정 파장 : 550 ㎚

(절곡 시험)

얻어진 성형체의 이온 주입면 (비교예 1 은 퍼하이드로폴리실라잔을 포함하는 층측, 비교예 4 는 질화규소막측) 을 외측으로 하고, 중앙 부분에서 반으로 절곡하여 라미네이터 (후지프라사 제조, 「LAMIPACKER LPC1502」) 의 2 개의 롤 사이를, 라미네이트 속도 5 m/min, 온도 23 ℃ 의 조건에서 통과시킨 후, 절곡된 부분을 현미경으로 관찰 (100 배) 하여 크랙 발생의 유무를 관찰하였다. 크랙의 발생이 확인되지 않은 경우를 「없음」, 크랙의 발생이 확인된 경우를 「있음」으로 평가하였다.

또한, 절곡 시험 전후의 수증기 투과율을 측정하였다.

(도포액 안정성의 확인)

퍼하이드로폴리실라잔과 수지를 포함하는 혼합액에 관하여, 혼합 후 6 시간 이내에 겔화하여 막제조 불가능한 경우를 안정성 「불량」, 겔화되지 않고 막제조 가능한 경우를 안정성 「양호」로 평가하였다.

(실시예 1)

기재층으로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (미쯔비시 수지사 제조, 「PET38 T-100」, 두께 38 ㎛, 이하, 「PET 필름」이라고 한다) 에, 폴리실라잔 화합물로서의 퍼하이드로폴리실라잔을 주성분으로 하는 코팅제 (클라리언트 재팬사 제조, 「아쿠아미카 NL110-20」) 와, 아크릴계 수지로서의 PMMA (Aldrich 사 제조, Mw = 120,000) 의 디옥산 용액의 혼합액을 도포하고, 120 ℃ 에서 2 분간 가열하여 PET 필름 상에 퍼하이드로폴리실라잔과 PMMA 를 포함하는 두께 150 ㎚ (막두께) 의 층을 형성하여 성형물을 얻었다.

PMMA 의 첨가량은 전체 고형분 (폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지의 합계량) 을 100 질량% 로 하여, 0.1 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 0.1 : 99.9 (질량비)] 로 하였다.

다음으로, 상기 성형물의 퍼하이드로폴리실라잔과 PMMA 를 포함하는 층의 표면에, 도 1 에 나타내는 플라즈마 이온 주입 장치를 사용하여, 아르곤 (Ar) 을 이하에 나타내는 조건에서 플라즈마 이온 주입하여 성형체 1 을 제조하였다.

<플라즈마 이온 주입 조건>

·플라즈마 생성 가스 : 아르곤

·가스 유량 : 100 sccm

·Duty 비 : 0.5 %

·반복 주파수 : 1000 Hz

·인가 전압 : -10 kV

·RF 전원 : 주파수 13.56 MHz, 인가 전력 1000 W

·챔버 내압 : 0.2 Pa

·펄스폭 : 5 μsec

·처리 시간 (이온 주입 시간) : 5 분간

·반송 속도 : 0.2 m/분

(실시예 2)

실시예 1 에 있어서, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 1 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 1 : 99 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 2 를 제조하였다.

(실시예 3)

실시예 1 에 있어서, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 10 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 10 : 90 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 3 을 제조하였다.

(실시예 4)

실시예 1 에 있어서, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라30 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 30 : 70 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 4 를 제조하였다.

(실시예 5)

실시예 1 에 있어서, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 40 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 40 : 60 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 5 를 제조하였다.

(실시예 6)

실시예 1 에 있어서, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 50 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 50 : 50 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 6 을 제조하였다.

(실시예 7)

실시예 1 에 있어서, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 60 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 60 : 40 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 7 을 제조하였다.

(실시예 8)

실시예 1 에 있어서, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 70 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 70 : 30 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 8 을 제조하였다.

(실시예 9)

실시예 6 에 있어서, PMMA 대신에 폴리메타크릴산이소부틸 (Aldrich 사 제조, Mw = 130,000) 을 사용하는 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 성형체 17 을 제조하였다.

(실시예 10)

실시예 6 에 있어서, PMMA 대신에 폴리메타크릴산시클로헥실 (Aldrich 사 제조, Mw = 65,000) 을 사용하는 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 성형체 18 을 제조하였다.

(비교예 1)

이온 주입을 실시하지 않은 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 성형체를 제조하였다. 즉, PET 필름 상에 퍼하이드로폴리실라잔과 PMMA 를 포함하는 층을 형성하고, 이것을 성형체 9 로 하였다.

(비교예 2)

실시예 1 에 있어서, 퍼하이드로폴리실라잔을 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체를 제조하였다. 즉, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 100 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 100 : 0 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 10 을 제조하였다.

(비교예 3)

PET 필름 상에, 퍼하이드로폴리실라잔과 PMMA 를 포함하는 층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체를 제조하였다. 즉, PET 필름의 표면에 아르곤 (Ar) 을 실시예 1 과 동일한 조건에서 플라즈마 이온 주입하여 성형체 11 을 제조하였다.

(비교예 4)

PET 필름에, 스퍼터링법에 의해, 두께 60 ㎚ 의 질화규소 (SiN) 의 막을 형성하여, 성형체 12 를 제조하였다.

(비교예 5)

실시예 6 에 있어서, PMMA 대신에 폴리우레탄 (수지 A : DIC 사 제조, 판덱스 T5265M) 을 사용하는 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 성형체 13 을 제조하였다.

(비교예 6)

실시예 6 에 있어서, PMMA 대신에 폴리에틸렌 (수지 B : 닛폰 폴리에틸렌사 제조, 카넬 KJ640T) 을 사용하는 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 성형체 14 를 제조하였다.

(비교예 7)

실시예 6 에 있어서, PMMA 대신에 폴리카보네이트 (수지 C : Aldrich 사 제조) 를 사용하는 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 성형체 15 를 제조하였다.

(참고예 1)

실시예 1 에 있어서, PMMA 를 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체를 제조하였다. 즉, PMMA 의 첨가량을, 전체 고형분의 0.1 질량% 가 아니라 0 질량% [PMMA : 퍼하이드로폴리실라잔 = 0 : 100 (질량비)] 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체 16 을 제조하였다.

실시예 1 ∼ 10, 비교예 1 ∼ 7 및 참고예 1 에서 얻어진 성형체 1 ∼ 18 에 관해서, 아크릴계 수지의 첨가량 (질량%, 제 1 표 중, 「%」라고 표기), 주입한 이온종 (제 1 표 중, 「이온 주입」이라고 표기), PET 상에 형성한 층의 막두께 (㎚) 를 제 1 표에 정리하였다. 또, 제 1 표 중, 비교예 4 의 「주 1」 은, PET 필름에, 스퍼터링법에 의해, 두께 60 ㎚ 의 질화규소 (SiN) 의 막을 형성하여, 성형체 12 를 제조한 것을 나타낸다.

또, 실시예 1 ∼ 10, 비교예 2, 3 및 참고예 1 에서 얻어진 성형체 1 ∼ 8, 10, 11, 16, 17, 18 에 관해서, X 선 광전자 분광 분석 장치 (알박파이사 제조) 를 사용하여, 표면으로부터 10 ㎚ 부근의 원소 분석 측정을 실시함으로써, 각각의 이온이 주입된 것을 확인하였다. 측정 결과를 하기 제 1 표에 나타냈다. 제 1 표 중, 가스 배리어층 표층부에서의, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 규소 원자의 존재 비율 (%) 은, 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 규소 원자의 합계를 100 으로 했을 때의, 각 원자의 존재 비율이다.

(도포액 안정성 시험)

다음으로, 실시예 1 ∼ 10, 비교예 1, 2, 5 ∼ 7 및 참고예 1 에 관하여, 퍼하이드로폴리실라잔과 수지를 포함하는 혼합액의 도포액 안정성 시험을 실시하였다. 결과를 하기 제 2 표에 나타낸다.

(전체 광선 투과율·헤이즈의 측정)

실시예 1 ∼ 10, 비교예 1 ∼ 4, 6 및 참고예 1 에서 얻어진 성형체 1 ∼ 12, 14, 16, 17, 18 에 관하여, 전체 광선 투과율·헤이즈를 측정하였다. 결과를 하기 제 2 표에 나타낸다.

(절곡 시험)

또한, 성형체 1 ∼ 12, 14, 16, 17, 18 에 관해서, 절곡 시험을 실시하고, 크랙의 발생 유무를 확인하였다. 결과를 제 2 표에 나타낸다.

(수증기 투과율)

또한, 절곡 시험 전후에 있어서의 성형체 1 ∼ 12, 14, 16, 17, 18 에 관해서, 수증기 투과율 (g/㎡/day) 을 측정하였다. 결과를 제 2 표에 나타낸다.

제 2 표로부터, 실시예 1 ∼ 10 에 있어서는, 퍼하이드로폴리실라잔과 수지를 포함하는 혼합액의 도포액 안정성이 우수하고, 얻어지는 성형체 1 ∼ 8, 17, 18 은, 비교예 1 ∼ 3, 6 의 성형체 9 ∼ 11, 14 에 비해, 수증기 투과율이 작고, 높은 가스 배리어성을 갖고 있었다. 또한, 가시광선 투과율도 높고, 헤이즈값도 작고, 투명성이 우수하였다. 비교예 5 및 7 은 도포액 안정성이 나빠 성형체가 얻어지지 않았다.

또한, 실시예 1 ∼ 10 의 성형체 1 ∼ 8, 17, 18 은 절곡 시험 후에 있어서 크랙의 발생이 보이지 않고, 수증기 투과율도 작은 상태이고, 내절곡성이 우수한 것을 알 수 있다.

1a, 1c : 필름상의 성형물
1b, 1d : 필름상의 성형체
2a, 2b : 회전캔
3a, 3b : 권출 롤
4 : 플라즈마 방전용 전극
5a, 5b : 권취 롤
6a, 6b : 송출용 롤
7a, 7b : 펄스 전원
9a, 9b : 고전압 펄스
10a, 10b : 가스 도입구
11a, 11b : 챔버
13 : 중심축
15 : 고전압 도입 단자
20a, 20b : 터보 분자 펌프

Claims

가스 배리어층을 갖는 성형체로서, 그 가스 배리어층이 적어도 탄소 원자, 산소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 구성되어 이루어지는 표층부를 갖고, 그 표층부에서의, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자 및 규소 원자의 존재량 전체에 대한, 탄소 원자의 존재 비율이 0 % 초과 70 % 이하, 산소 원자의 존재 비율이 10 % 이상 70 % 이하, 질소 원자의 존재 비율이 0 % 이상 35 % 이하, 규소 원자의 존재 비율이 20 % 이상 55 % 이하인 것을 특징으로 하는 성형체.
제 1 항에 있어서,
상기 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층이고, 40 ℃, 상대 습도 90 % 분위기하에서의 수증기 투과율이 1 g/㎡/day 이하인 것을 특징으로 하는 성형체.
제 2 항에 있어서,
아크릴계 수지의 함유량이, 폴리실라잔 화합물 및 아크릴계 수지의 합계량에 대하여, 0.1 질량% 이상 70 질량% 이하인 성형체.
제 1 항에 있어서,
상기 가스 배리어층이 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층에 이온이 주입되어 얻어지는 층을 갖는 것을 특징으로 하는 성형체.
제 4 항에 있어서,
상기 이온이 수소, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논, 크립톤, 규소 화합물 및 탄화수소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스가 이온화된 것을 특징으로 하는 성형체.
제 4 항에 있어서,
상기 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층에, 플라즈마 이온 주입법에 의해 이온이 주입되어 얻어지는 층을 갖는 것을 특징으로 하는 성형체.
제 2 항에 있어서,
상기 폴리실라잔 화합물이 퍼하이드로폴리실라잔인 것을 특징으로 하는 성형체.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 성형체를 제조하는 방법으로서, 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층을 표면부에 갖는 성형물의, 상기 폴리실라잔계 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층의 표면부에, 이온을 주입하는 공정을 갖는 성형체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
폴리실라잔계 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층을 표면부에 갖는 성형물의, 상기 폴리실라잔계 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층의 표면부에, 수소, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 크세논, 네온, 크립톤, 규소 화합물 및 탄화수소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스의 이온을 주입하는 공정을 갖는 성형체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 이온을 주입하는 공정이 플라즈마 이온 주입법에 의해 이온을 주입하는 공정인 것을 특징으로 하는 성형체의 제조 방법.
폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층을 표면부에 갖는 장척상의 성형물을, 일정 방향으로 반송하면서, 상기 폴리실라잔 화합물과 아크릴계 수지를 포함하는 층에, 이온을 주입하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 성형체의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 성형체로 이루어지는 전자 디바이스용 부재.
제 12 항에 기재된 전자 디바이스용 부재를 구비하는 전자 디바이스.